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摘要：本文分析了電磁兼容技術(shù)與電線電纜的有關(guān)電磁屏蔽技術(shù)的應(yīng)用。

 

關(guān)健詞：電磁兼容、EMC、EMI、電線電纜、電磁屏蔽、屏蔽系數(shù)、屏蔽衰減、轉(zhuǎn)移阻抗、接地技術(shù)。

 

引言：

    隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會的物質(zhì)財富及精神財富的日益豐富多彩，人們的生活更加便利，大量電子產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活之中。然而由電子產(chǎn)品帶來的電磁干擾問題，影響到了人們的健康、妨礙了產(chǎn)品間的正常運行。著力解決電磁干擾問題已成為信息化建設(shè)中的重要內(nèi)容之一。

電磁兼容是一門新技術(shù)，它在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中占有十分重要的地位，而電線電纜產(chǎn)品種類眾多，廣泛使用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，所以研究電線電纜電磁屏蔽理論及其應(yīng)用是一項非常重要而有意義的工作。

    現(xiàn)在，許多國家對電子產(chǎn)品的電磁兼容性都做了強(qiáng)制性限制。電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家限制其他國家電子產(chǎn)品進(jìn)口的重要手段。我國對部分電子產(chǎn)品的電磁兼容性也做出了強(qiáng)制性要求，自2003年8月1日起，未獲得強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加施中國強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷售。但無論是抗干擾強(qiáng)度指標(biāo)，還是產(chǎn)品電磁兼容性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)還有一定的差距。

    本文綜述了電磁兼容的由來及發(fā)展、國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)概況、電磁兼容基本理論依據(jù)及電線電纜的電磁屏蔽理論和應(yīng)用。

一、電磁兼容的由來及發(fā)展

    我們知道，從地球表面到人造衛(wèi)星活動的近千公里空間內(nèi)處處存在著電磁波，電和磁無時無刻不在影響著人們的生活及生產(chǎn)，電磁能的廣泛應(yīng)用，使工業(yè)技術(shù)的發(fā)展日新月異。電磁能在為人類創(chuàng)造巨大財富的同時，也帶來了一定的危害，被稱為電磁污染，研究電磁污染是環(huán)境保護(hù)中的重要分支。以往人們把無線電通訊裝置受到的干擾，稱為電磁干擾，表明裝置受到外部干擾侵入的危害，其實它本身也對外部其他裝置造成危害，即成為干擾源。因此必須同時研究裝置的干擾和被干擾，對裝置內(nèi)部的組織和裝置之間要注意其相容性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日益廣泛采用的微電子技術(shù)和電氣化的逐步實現(xiàn)，形成了復(fù)雜的電磁環(huán)境。不斷研究和解決電磁環(huán)境中設(shè)備之間以及系統(tǒng)間相互關(guān)系的問題，促進(jìn)了電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展。

    隨著信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)，通信導(dǎo)航技術(shù)和電視、廣播、移動電話、電腦、微波爐及電視機(jī)等家用電器的廣泛應(yīng)用，“電磁兼容”成為世界工業(yè)技術(shù)的熱點問題。電工，電子產(chǎn)品在方便人們的同時，對社會生產(chǎn)活動和人體健康也帶來了一系列的不利影響。首先，電子元件幾乎在所有的設(shè)備中都存在，而它們越來越趨于在極微弱的信號下工作，且信號工作頻率越來越高，動作時間越來越短。因而更容易受外界電磁場的干擾或干擾別人；另一方面，高能量、高頻率的發(fā)射源的增多，也意味著干擾信號的增強(qiáng)。同時，電磁輻射污染也已被世界衛(wèi)生組織列為必須嚴(yán)加控制的現(xiàn)代公害之一，據(jù)調(diào)查，長期接受高頻電磁輻射，會對眼睛、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及骨組織造成嚴(yán)重的不良影響，甚至危及生命。因此，清潔電磁環(huán)境，保證電工、電子產(chǎn)品正常工作已受到世界范圍的普遍關(guān)注。

一、電磁兼容的定義及電磁兼容常用術(shù)語

顧名思義，“兼容”即“兼顧／容忍”，但電磁兼容（E1ectromagnetic Compatibility，簡寫為EMC）并非指電與磁之間的兼容，電與磁是不可分割，相互共存的一種物理現(xiàn)象。電磁兼容一般指電氣電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中各種設(shè)備都能正常工作又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)。

電磁兼容是專門研究在有限的空間、時間以及頻譜資源條件下，各種用電設(shè)備（廣義的還包括生物體）可以共存，并不致引起性能降級的學(xué)科。國際電工委員會（IEC）對EMC的定義是：指在不損害信號所含信息的條件下，信號和干擾能夠共存。電磁兼容實際上有兩方面的含義，一方面是：設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁騷擾，不應(yīng)對周圍設(shè)備造成不能承受的干擾，也不應(yīng)對周圍環(huán)境造成不能承受的“污染”；另一方面是：設(shè)備或系統(tǒng)對來自周圍環(huán)境中的電磁干擾，應(yīng)具有足夠的抗御能力。

    研究電磁兼容的目的是為了保證電器組件或裝置在電磁環(huán)境中能夠具有正常工作的能力，以及研究電磁波對社會生產(chǎn)活動和人體健康造成危害的機(jī)理和預(yù)防措施。

    為了更深入的認(rèn)識電磁兼容的，我們先看看國家標(biāo)準(zhǔn)中電磁兼容的一些術(shù)語。GB／T 4365—1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了常用電磁兼容術(shù)語的定義。

電磁環(huán)境（electromagnetic environment）：存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

電磁噪聲（electromagnetic noise）：一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象，它可能與有用信號疊加或組合。

電磁騷擾（electromagnetic disturbance）：任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁騷擾有下列三種表現(xiàn)形式：電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化。

電磁干擾（electromagnetic interference，EMI）：電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。

電磁兼容性（ electromagnetic compatibility，EMC）：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

（電磁）輻射（electromagnetic） radiation：a．能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。b．能量以電磁波形式在空間傳播。注：“電磁輻射”一詞的含義有時也可引申，將電磁感應(yīng)現(xiàn)象也包括在內(nèi)。

自然噪聲（0natural noise）：來源于自然現(xiàn)象而非人工裝置產(chǎn)生的電磁噪聲。

人為噪聲（ man－made noise）：來源于人工裝置的電磁噪聲。

（對騷擾的）抗擾性 immunity （to a disturbance）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。

（電磁）敏感性（electromagnetic） susceptibility：在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。注：敏感性高，抗擾性低。

抗擾性電平（immunity level）：將某給定電磁騷擾施加于某一裝置、設(shè)備或系統(tǒng)而其仍能正常工作并保持所需性能等級時的最大騷擾電平。

抗擾性限值（immunity limit）：規(guī)定的最小抗擾性電平。

耦合系數(shù)（coupling factor）：給定電路中，電磁量（通常是電壓或電流）從一個規(guī)定位置耦合到另一規(guī)定位置，目標(biāo)位置與源位置相應(yīng)電磁量之比即為耦合系數(shù)。

耦合路徑（Coupling path）：部分或全部電磁能量從規(guī)定源傳輸?shù)搅硪浑娐坊蜓b置所經(jīng)由的路徑。

騷擾抑制（disturbance suppression）：削弱或消除電磁騷擾的措施。

干擾抑制（interference suppression）：削弱或消除電磁干擾的措施。

抑制器（suppressor，suppression component）：專門設(shè)計用來抑制騷擾的器件。

屏蔽（screen）用來減少場向指定區(qū)域穿透的措施。

電磁屏蔽（electromagnetic screen）：用導(dǎo)電材料減少交變電磁場向指定區(qū)域穿透的屏蔽。

一、電磁污染來源及防治措施

電磁污染的來源包括雷電（包括核爆等強(qiáng)電磁脈沖），靜電及所有電氣的動作（包括正常及非正常的）過程。如衛(wèi)星通信，飛機(jī)航行的智能化；高層建筑、通信無線塔、超高壓輸電線路、油庫群、港口建筑、森林、古跡的防雷；工廠自動化生產(chǎn)線、電氣牽引饋電系統(tǒng)的諧波，大型醫(yī)療設(shè)備。物理儀器，家用儀器，電動工具、移動電話、遙控儀表、集成模塊，印刷電路板等，凡有電磁現(xiàn)象存在的地方都有EMC問題，絕緣物體的相對摩擦也會產(chǎn)生可怕的靜電效應(yīng)。例如高速飛行器與大氣的相對運動、合成材料的纏繞、流體（石油、天然氣等）的高速傳輸、化纖織物與人體的摩擦等，由于靜電積聚的隱蔽性和釋放過程的突發(fā)性，造成的危害程度不亞于諧波和強(qiáng)電磁脈沖。

構(gòu)成電磁環(huán)境的場源很多 ，按頻譜劃分可以分為以下六類：

工頻干擾（50Hz）：包括輸配電及電力牽引系統(tǒng)，波長為6000km；

甚低頻干擾（30kHz以下）：波長大于10km；

載波干擾：包括高壓直流輸電諧波干擾、交流輸電諧波干擾及交流電氣鐵道的諧波干擾等，頻譜在10～300kHz之間，波長大于1km；

射頻、視頻干擾（300kHz～300MHz）：工科醫(yī)療設(shè)備（ISM）、輸電線電暈放電、高壓設(shè)備和電力牽引系統(tǒng)的火花放電以及內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)、家用電器等都在此范圍，波長在1m～1000m之間；

微波干擾（300MHz～300GHz）：包括特高頻、超高頻、極高頻干擾，波長為1mm～1m；

雷電及核電磁脈沖干擾：由吉赫直至接近直流，范圍很寬。

電磁兼容三要素是干擾源、耦合通路和敏感體。切斷以上任何一項都可解決電磁兼容問題。抑制電磁污染的首要措施是找出污染源；其次是判斷污染侵入的路途，主要有傳導(dǎo)和輻射兩種方式，工作重點是確定干擾量。解決電磁兼容問題應(yīng)從產(chǎn)品的開發(fā)階段開始，并貫穿于整個產(chǎn)品或系統(tǒng)的開發(fā)，生產(chǎn)全過程。國內(nèi)外大量的經(jīng)驗表明，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的研制生產(chǎn)過程中越早注意解決電磁兼容問題，越可以節(jié)約人力與物力。

電磁兼容設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)是對電磁干擾源的研究，從電磁干擾源處控制其電磁發(fā)射是治本的方法。控制干擾源的發(fā)射，除了從電磁干擾源產(chǎn)生的機(jī)理著手降低其產(chǎn)生電磁噪聲的電平外，還需廣泛地應(yīng)用屏蔽（包括隔離）、濾波和接地技術(shù)。

屏蔽主要運用各種導(dǎo)電材料，制造成各種殼體并與大地連接，以切斷通過空間的靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，隔離主要運用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲以傳導(dǎo)形式的傳播途徑，其特點是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來，切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能。

濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù)，為電磁噪聲提供一低阻抗的通路，以達(dá)到抑制電磁干擾的目的。例如，電源濾波器對50Hz的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗，而對電磁噪聲頻譜呈現(xiàn)低阻抗。

 

一、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

    電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展，也刺激了對電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的需求。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)和正在制定EMC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。一些發(fā)達(dá)國家在EMC技術(shù)的研究、標(biāo)準(zhǔn)的制定、EMC測試及認(rèn)證方面處于領(lǐng)先地位。尤其是歐共體成員國關(guān)于EMC法律性指令（89／336／EEC指令）頒布以來，各國政府開始從商貿(mào)的角度考慮EMC問題，并采取相應(yīng)措施加強(qiáng)EMC標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的制定和貫徹實施工作，我國在這方面的起步雖然較晚，但發(fā)展很快。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國要參與世界技術(shù)市場的競爭，進(jìn)出口的電子產(chǎn)品都必須通過EMC檢驗。因此，我國政府和相關(guān)部門越來越關(guān)注EMC問題，不斷制定了有關(guān)的強(qiáng)制性貫徹標(biāo)準(zhǔn)。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規(guī)模的EMC實驗室和檢測中心。各種形式的技術(shù)研討和交流，促進(jìn)了EMC技術(shù)的普及、推廣和應(yīng)用。我國98年已立法強(qiáng)制對六類進(jìn)口電子產(chǎn)品(計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開關(guān)電源、電視機(jī)和音響)及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測。99年國家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認(rèn)證管理辦法》。我國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所EMC測試實驗室被美國聯(lián)邦通信委員會通過了FCC認(rèn)可。從2000年2月16日起，出口美國的信息技術(shù)設(shè)備和發(fā)射及接收設(shè)備，由該實驗室出具的數(shù)據(jù)將被美國直接接受。目前，國內(nèi)也正在審定和驗收正式的EMC認(rèn)證機(jī)構(gòu)和實驗室。
　　產(chǎn)品的EMC檢測是實現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術(shù)手段，強(qiáng)制貫徹電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場競爭力的先決條件。

    IEC（國際電工委員會）專門從事電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的有兩個技術(shù)委員會，即國際無線電干擾特別委員會（CISPR）和第77技術(shù)委員會（TC77）。其中CISPR負(fù)責(zé)制訂頻率大于9kHz發(fā)射的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn),TC77負(fù)責(zé)制訂9kHz和開關(guān)操作等引起的高頻瞬態(tài)發(fā)射及整個頻率范圍內(nèi)的抗擾性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)。TC77制訂的國際標(biāo)準(zhǔn)是IEC61000系列。我國的EMC測試及標(biāo)準(zhǔn)化工作是60年代起步的。對應(yīng)于ClSPR成立了全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，對應(yīng)TC77成立了“全國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)合工作組”，以促進(jìn)磁兼容EMC研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。隨著EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)行，其認(rèn)證工作作為市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一個比較成熟階段的產(chǎn)物，就如安全認(rèn)證、環(huán)境保護(hù)的綠色認(rèn)證一樣，EMC認(rèn)證也將是產(chǎn)品的一個重要質(zhì)量標(biāo)志。

IEC《電磁兼容》標(biāo)準(zhǔn)：

IEC 61000－l  第1部分總則 基本定義和術(shù)語的應(yīng)用和解釋                           

IEC 61000－2  第 2部分環(huán)境  環(huán)境的描述公用供電系統(tǒng)中低頻傳導(dǎo)騷擾和信號傳輸?shù)碾姶怒h(huán)境

IEC 61O00－3　第3部分限值 Limits

IEC 61000－4　第4部分試驗與測量技術(shù) 

IEC 61000－5　第5部分  安裝與調(diào)試導(dǎo)則

IEC 61000－6　第6部分  通用標(biāo)準(zhǔn)

       

美國（較重要的）電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)一覽表：

 ANSI C63．2－1995 美國國家標(biāo)準(zhǔn)電磁聲和場強(qiáng)測量儀規(guī)范，頻率范圍10kHz～40GHz

 ABSI C63．4－1992 美國國家標(biāo)準(zhǔn)低壓電子電器設(shè)備無線電噪聲發(fā)射測量方法，頻率范圍9kHz～40GHz

 ANSI C63．5－1988 美國國家標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容電磁干擾（EMI）控制中輻射發(fā)射測量無線校準(zhǔn)

 ANSI C63．6－1988 美國國家標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容開闊試驗場測量誤差法導(dǎo)則  

 ANSI C63．7－1988  美國國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輻射發(fā)射測量的開闊試驗場構(gòu)造指南

 ANSI C63．12－1987 美國國家標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容限值推薦實施

 ANSI C63．13－1991 美國國家標(biāo)準(zhǔn)民用EMI電源濾波器的應(yīng)用和評估指南

 ANSI C63．14－1992 美國國家標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容（EMC）、電磁脈沖（EMP）和靜電放電（ESD）術(shù)語辭典

 ANSI C63．022－1998 美國國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輻射發(fā)射測量的開闊試驗場構(gòu)造指南

 

 IEEE Std  100 1988 IEEE字典——電子和電氣術(shù)語（第4版）

 IEEE Std 139 1988 按用戶協(xié)議安裝的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療（ISM）設(shè)備射頻發(fā)身測量實施指南

 IEEE Std 149 1988 天線試驗程序（ANSI）

 IEEE標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)：FM和電視廣播接收機(jī)產(chǎn)生的亂真發(fā)射開闊場測量方法

 IEEE標(biāo)準(zhǔn)電視和FM電視廣播接收機(jī)電源傳導(dǎo)發(fā)射測量程序

 IEEE Std 291 1991  在30～300Hz頻率范圍正弦連續(xù)波電磁場測量方法

 IEEE Std 474 1973（1982 再次確認(rèn)） IEEE標(biāo)準(zhǔn)在DC～40GHz頻率范圍固定衰減器和可變衰減器試驗方法和技術(shù)規(guī)范 

中國電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4365-1995 電磁兼容術(shù)語

GB／T 6113—1995 無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范

GB 3907－83 工業(yè)無線電干擾基本測量方法

GB 4859—84 電氣設(shè)備的抗干擾特性基本測量方法

GB／T 15658－1995 城市無線電噪聲測量方法

GB9175—1988 環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GB 10436—1998 作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GB／T17624．1—1998 電磁兼容綜述電磁兼容基本術(shù)語和定義的應(yīng)用與解釋

GB／T17626．l—1998 電磁兼容 試驗和測量技術(shù)抗擾度試驗

GB 87O2—88 電磁輻射防護(hù)規(guī)定

GB／T 13926－92 工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性

GB／T 14431—93 無線電業(yè)務(wù)要求的信號／干擾保護(hù)比和最小可用場強(qiáng)

GB／T15658—1995 城市無線電噪聲測量方法

GB 4343－1995 家用和類似途電動、電熱器具，電動工具以及類似電器無線電干擾特性測量方法和允許值

GB 4824—1996 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備電磁騷擾特性的測量方法和限值

GB 6833－1987 電子測量儀器電磁兼容性試驗規(guī)范

GB 7343－87 1OkHz～3OMHz無源無線電干擾濾波器和抑制元件抑制特性的測量方法

GB 7349－87 高壓架空輸電線、變電站無線電干擾測量方法

GB 9254－88 信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾極限值和測量方法

GB 9383—1995 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備傳導(dǎo)抗擾度限值及測量方法

GB 13421—92 無線電發(fā)射機(jī)雜散發(fā)射功率電平的限值和測量方法

GB 13836—92 3OMHz～１GHz聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)設(shè)備與部件輻射干擾允許值和測量方法

GB 13837－1997 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備無線電干擾特性限值和測量方法

GB/T 13838－92 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備輻射抗擾度特性允許值和測量方法

GB／T 13839—92 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備內(nèi)部抗擾度允許值和測量方法

GB 14O23—92 車輛、機(jī)動船和由火花點火發(fā)動機(jī)驅(qū)動的裝置的無線電干擾特性的測量方法及允許值

GB 1554O－1995 陸地移動通信設(shè)備電磁兼容技術(shù)要求和測量方法

GB 15707—1995 高壓交流架空送電線無線電干擾限值

GB／T 157O8－1995 交流電氣化鐵道電力機(jī)車運行產(chǎn)生的無線電輻射干擾的測量方法

GB／T 15709—1995 交流電氣化鐵道接觸網(wǎng)無線電輻射干擾測量方法

GB 15734－1995 電子調(diào)光設(shè)備無線電騷擾特性限值及測量方法

GB 15949－1995 聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)設(shè)備與部件抗擾度特性限值和測量方法

GB／T 166O7—1996 微波爐 1GHz以上的輻射干擾測量方法

GB 16787－1997 3OMHz～1GHz聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)輻射測量方法和限

GB 16788—1997 3OMHz～I(xiàn)GHz聲音和電視信號電纜分配系統(tǒng)抗擾度測量方法和限值

GB4343．2-1999 電磁兼容家用電器、電動工具和類似器具的要求第2部分：抗擾度——產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)（idt．CISPR14－2：1997）

GB/T9383—19992 ） 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備抗擾度限值和測量方法（idt．CISPR20：1998)

GB/T 12190—1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的測量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）

GB12638—1990 微波和超短波通信設(shè)備輻射安全要求

GB/T14598.10--1996 電力繼電器第22部分：量度繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗第4篇：快速瞬變干擾試驗

GB／T14598．13—1998 量度繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗第1部分IMHz脈沖群干擾試驗

GB/T14598．14—1998 量度繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗第2部分靜電放電試驗

GB/T17618-1998 信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法

GB/T17619-1998 機(jī)動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法

GB/T17625．l—1998 低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相輸入電流＜16A）

GB 17743—1999 電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法

GB／T17799．1—1999 電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗

 

 

GB 6364—86 航空無線電導(dǎo)航臺站電磁環(huán)境要求

GB 683O—86 電信線路遭受強(qiáng)電線路危險影響的容許值

GB 7432—87 同軸電纜載波通信系統(tǒng)抗無線電廣播和通信干擾的指標(biāo)

GB 7433—87 對稱電纜載波通信系統(tǒng)抗無線電廣播和通信干擾的指標(biāo)

GB 7434—87 架空明線載波通信系統(tǒng)抗無線電廣播和通信干擾的指標(biāo)

GB 7495—87 架空電力線路與調(diào)幅廣播收音臺的防護(hù)間距

GB 13613—92 對海中遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航臺站電磁環(huán)境要求

GB 13614—92 短波無線電測向臺（站）電磁環(huán)境要求

GB 13615－92 地球站電磁環(huán)境保護(hù)要求

GB 13616—92 微波接力站電磁環(huán)境保護(hù)要求

GB 13617—92 短波無線電收信臺（站）電磁環(huán)境要求

GB 13618－92 對空情報雷達(dá)站電磁環(huán)境防護(hù)要求

GB／T 1362O－92 衛(wèi)星通信地球站與地面微波站之間協(xié)調(diào)區(qū)的確定和干擾計算方法

GB/T 13619—1992 微波接力通信系統(tǒng)干擾計算方法

 

部分電磁兼容國家軍用標(biāo)準(zhǔn)

GJB72-85  電磁干擾和電磁兼容性名詞術(shù)語(MIL-STD-463)

GJB151A-97  軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求(MIL-STD-461D)  

GJB152A-97  軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量(MIL-STD-462D)

GJB2079-94  無線電系統(tǒng)間干擾的測量方法 

GJB2436-95  天線術(shù)語 

GJB2420-95  超短波輻射生活區(qū)安全限值及測量方法 

GJB2080-94  接收點場強(qiáng)的一般測量方法 

GJB2117-94  橫電磁波室性能測量方法 

GJB/J3417-98  國防計量器具等級圖——微波場強(qiáng) 

GJB/J3415-98  微波場強(qiáng)計檢定規(guī)程 

GJB/J 3405-98  20～1000MHz屏蔽室場分布測試方法 

GJB1143-91  無線電頻譜測量方法 MIL-STD-449D

GJB1210-91  接地、搭接和屏蔽設(shè)計實施  MIL-STD-1857

GJB/Z1389-92  系統(tǒng)電磁兼容性要求  MIL-STD-6051D

GJB/Z17-91  軍用裝備電磁兼容管理指南  MIL-HDBK-237A

GJB/Z25-91  電子設(shè)備和設(shè)施的接地、搭接和屏蔽設(shè)計指南  MIL-HDBK-419A

GJB/Z54-94  系統(tǒng)預(yù)防電磁能量效應(yīng)的設(shè)計和試驗指南

GJBZ105-98  電子產(chǎn)品防靜電放電控制手冊

GJB2081-94  87～108MHz頻段廣播業(yè)務(wù)和108～137MHz頻段航空業(yè)務(wù)之間的兼容 

GJB2926-97  電磁兼容性測試實驗室認(rèn)可要求 

GJB3007-97 防靜電工作區(qū)技術(shù)要求

GJB3590-99 航天系統(tǒng)電磁兼容性要求

GJB358-87 軍用飛機(jī)電搭接技術(shù)要求

GJB786-89 預(yù)防電磁輻射對軍械危害的一般要求

GJB1696-93 航天系統(tǒng)地面設(shè)備電磁兼容性和接地要求

GJB344-87 鈍感電起爆器通用設(shè)計規(guī)范

GJB176-96 航天器布線設(shè)計和試驗通用技術(shù)條件

一、通信電纜的屏蔽

1、概要

用電纜線路長距離傳輸通信信息時，通信質(zhì)量及穩(wěn)定度在很大程度上取決于通信回路對外來干擾及相互干擾的防衛(wèi)能力。為了減小這些干擾，最根本的方法就是在電纜上采用屏蔽結(jié)構(gòu)。屏蔽作為電磁兼容控制的重要手段，可以有效的抑制干擾。采用屏蔽的電纜，一方面可以有效的抑制空間電磁場對傳輸線路的影響，避免通信失效，噪音增大，傳輸誤碼，信號誤差等現(xiàn)象，另一方面也可以降低電纜內(nèi)傳輸信號對外的電磁輻射，減小對周圍電磁環(huán)境的污染。所謂屏蔽就是利用金屬屏蔽層將主串回路和被串回路隔開，并借以減弱電磁場干擾的一種方法。既可以屏蔽主串回路，也可以屏蔽被串回路，一般情況下屏蔽主串回路較為合理，這樣可以直接限制干擾電磁場的作用。在重要信號或防止電磁泄密場合等的被串回路中，也采用屏蔽結(jié)構(gòu)，防止信息的泄漏和失密。

 

2、電纜屏蔽的結(jié)構(gòu)形式

由于屏蔽電纜的屏蔽層多種多樣，屏蔽的效果也會有高有低，采用不同的屏蔽材料和屏蔽結(jié)構(gòu)，其屏蔽性能會有很大的差異。但縱觀國內(nèi)外電纜結(jié)構(gòu)的屏蔽層，無外乎以下幾種形式。金屬絲編織或束繞，金屬帶或薄膜繞包或縱包，鍍膜屏蔽，或這些屏蔽的組合形式。其目的不外乎是減少外界電磁波對電線電纜內(nèi)部信號的干擾或電線電纜傳輸?shù)碾娏餍盘柈a(chǎn)生的電磁場對外界電子元器件的影響。電力電纜或低噪音電纜所用的半導(dǎo)電屏蔽層用于均化電場和減少噪音。

屏蔽結(jié)構(gòu)和屏蔽形式也在不斷改進(jìn)當(dāng)中，有的新標(biāo)準(zhǔn)中采用雙層金屬絲束繞，代替編織結(jié)構(gòu)，電纜的柔軟性大大提高，覆蓋率幾乎可以達(dá)到100％。另外，有的采用金屬復(fù)合薄膜繞包屏蔽，在縱向放置一根與屏蔽層良好接觸的地線作為排流和引出，便于接地，屏蔽效果也不錯。

屏蔽的基本原理

按屏蔽的作用原理，電纜的屏蔽可以分為靜電屏蔽、靜磁屏蔽及電磁屏蔽三種形式。

 

1）   靜電屏蔽的作用是使電場終止于屏蔽的金屬表面上，并將電荷送入大地，如圖所示：

 

能產(chǎn)生靜電屏蔽效果的必要條件是接地，其屏蔽效果的好壞與接地質(zhì)量有直接關(guān)系。具體接地也是一門技術(shù)含量頗高的學(xué)問，下一部分有關(guān)于接地的詳細(xì)介紹。靜電屏蔽應(yīng)該采用導(dǎo)電率大的金屬材料效果更好，一般由非磁性材料如：銅、鋁、鉛等制成。

 

2）靜磁屏蔽的作用是使得磁場限制于屏蔽內(nèi)，一般由強(qiáng)磁材料如剛、鎳等制成。磁導(dǎo)率越大及屏蔽體越厚，屏蔽效能越好。此外，還與屏蔽尺寸有關(guān)，靜磁屏蔽半徑越大，屏蔽效果越差。

根據(jù)電磁屏蔽的基本原理，低頻磁場由于其頻率低，趨膚效應(yīng)很小，吸收損耗很小，并且由于其波阻抗很低，反射損耗也很小，因此單純靠吸收和反射很難獲得需要的屏蔽效能。對這種低頻磁場，要通過使用高導(dǎo)磁率材料提供磁旁路來實現(xiàn)屏蔽，如圖所示。由于屏蔽材料的導(dǎo)磁率很高，因此為磁場提供了一條磁阻很低的通路，因此空間的磁場會集中在屏蔽材料中，從而使敏感器件免受磁場干擾。

 

圖 高導(dǎo)磁率材料提供了磁旁路，起到屏蔽作用

 

　　從這個機(jī)理上看，顯然屏蔽體分流的磁場分量越多，則屏蔽效能越高。根據(jù)這個原理，我們可以用電路的的計算方法來計算磁屏蔽效果。用兩個并聯(lián)的電阻分別表示屏蔽材料的磁阻和空間的磁阻，用電路分析的方法來計算磁場的分流，由此可以計算屏蔽效果。

3）上述僅在低頻時有效，頻率增高后。渦流作用增強(qiáng)，靜磁屏蔽就會轉(zhuǎn)入電磁的工作狀態(tài)。如圖所示：

圖 電介質(zhì)與屏蔽層界面上的能量反射

即電磁屏蔽。電磁能到達(dá)屏蔽層時，在電介質(zhì)與屏蔽層的界面上有一部分能量被反射回來，能量反射是由于電介質(zhì)的波阻抗和用以制造屏蔽層的金波阻抗不一致所引起的。波阻抗相差越大，則由反射引起的屏蔽效應(yīng)越強(qiáng)。能量在穿過屏蔽層的過程中又損耗掉一部分能量，屏蔽層內(nèi)的能量損耗是有金屬內(nèi)渦流動熱損耗所引起的，頻率越高及屏蔽層越厚，則能量損耗越多。當(dāng)能量穿過第二個界面（屏蔽層與介質(zhì)）又發(fā)生了能量的反射，最后僅剩下一部分能量穿過屏蔽層，達(dá)到被屏蔽空間。實際在介質(zhì)——屏蔽層——介質(zhì)分界面上能量產(chǎn)生多次反射和吸收。所以由多層交替放置的非磁性金屬及強(qiáng)磁性金屬層所組成的多層組合屏蔽能達(dá)到很好的效果。

 

4、指標(biāo)描述

    屏蔽效能與很多因素有關(guān)，如屏蔽材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率，屏蔽的結(jié)構(gòu)，干擾源的頻率，在近場還與離干擾源的距離和場源性質(zhì)（電場或磁場）有關(guān)。
    屏蔽用的材料多采用鋼、銅、鋁或銅包鋼等。材料的電導(dǎo)率越高，其屏蔽性能越好。常用材料中，銀的電導(dǎo)率最高，以后依次是銅、鋁、黃銅、鐵、鋼。但鐵和鋼的磁導(dǎo)率比銅、鋁大的多，其磁屏蔽效果較好。因此，鋼屏蔽多用于磁場強(qiáng)且頻率低的情況，鋁和銅多用于中頻和高頻的電纜屏蔽，而銅包鋼在任何頻率均具有良好的屏蔽效能。
    在一般情況下，編織金屬絲網(wǎng)的屏蔽效能隨編織密度的增加而增加，隨頻率的升高而下降。這是因為頻率高到一定程度時，其波長將接近于絲網(wǎng)孔徑尺寸，這些孔徑產(chǎn)生類似縫隙天線的作用，從而使屏蔽層的屏蔽效能降低。而在低頻（通常低于100kHz）磁場中，屏蔽效能除了隨頻率變化外，還隨編織密度和材料磁導(dǎo)率的增加而變大。另外，金屬絲網(wǎng)的實際屏蔽效能還和裸線間的接觸電阻有關(guān)，因為電磁屏蔽是靠流過屏蔽層的電流起作用的，裸線間的電阻大，則電流不易通過，使接觸電阻增大，結(jié)果造成屏蔽效能急劇下降。

屏蔽電線或電纜一般應(yīng)用于要求防干擾的各種電器、儀表、電信自動化裝置的線路中。隨著自動化控制技術(shù)和智能化的發(fā)展，對屏蔽電纜的需求和屏蔽效能提高均提出了新的要求。電纜屏蔽性能好壞的相關(guān)參數(shù)指標(biāo)一般有，屏蔽系數(shù)、轉(zhuǎn)移阻抗、屏蔽衰減等。

 

  1）屏蔽系數(shù)表示屏蔽作用的大小，其值等于有屏蔽時，被屏蔽空間內(nèi)某一點電場強(qiáng)度E_B或磁場強(qiáng)度H_B與沒有屏蔽層時該點的電場強(qiáng)度E或磁場強(qiáng)度H之比。

即：屏蔽系數(shù)S＝ = ；

屏蔽系數(shù)是復(fù)數(shù)，它的角度表示電磁波經(jīng)過屏蔽后的相移。屏蔽系數(shù)的模為0～1，屏蔽系數(shù)越小表示屏蔽效果越好。當(dāng)屏蔽系數(shù)為0時說明具有完全屏蔽。

通信電纜線路與強(qiáng)電線路平行或交越時，在交變電磁場的作用下，會通過強(qiáng)電線與通信回路間的電容耦合和電感耦合（埋地電纜主要是通過電感耦合）對通信電纜線路產(chǎn)生電磁干擾和危險影響。

在防強(qiáng)電干擾的低頻下，電纜金屬套的屏蔽系數(shù)也稱為護(hù)套的防護(hù)作用系數(shù)。強(qiáng)電及電氣化鐵道饋電線的頻率較低，其屏蔽作用與在高頻下有所不同。下面舉例進(jìn)行分析和說明，并計算：

已知某通信電纜線路與強(qiáng)電線平行接近長度l＝40km，通信電纜縱向阻抗為1.66＋j8.86Ω/km。電纜大地間的絕緣電阻為Rn=100Ω.km。試求下列幾種情況下纜皮實際屏蔽系數(shù)。

（1）纜皮終端接地電阻Z_H為1Ω；

（2）纜皮終端接地電阻Z_H為20Ω；

（2）纜皮終端開路。

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